KR20110033628A - 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치 및 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트 측정방법 - Google Patents

강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치 및 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지상에 돌출된 구조물에 수평력을 가하는 가력수단과, 상기 가력수단과 연결되어 상기 구조물에 인장력을 가하는 인장수단과, 상기 구조물 내부에 배치되어 상기 가력수단 및 상기 인장수단에서 가해지는 힘에 의한 심도별 부위별 변형률을 측정하는 측정장치와, 상기 측정장치에서 측정한 수평력을 근거로 상기 구조물의 심도별 모멘트를 분석하는 제어부를 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치에 관한 것이다.

Description

강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치 및 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트 측정방법{The instruments and method of torsion moment test for single pole cylindric foundation}
본 발명은 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치 및 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트 측정방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전도모멘트 및 비틀림 모멘트를 측정하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치 및 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트 측정방법에 관한 것이다.
교량기초나 건축기초의 말뚝들은 연직 압축력 및 연직 인발력, 수평력이 주 작용력으로 구성되어 있다. 교량기초나 건축기초의 경우 그 지반의 안정성을 확인하기위한 시험 방법으로 압축재하시험 및 인발재하시험, 수평재하시험 방법이 적용되고 있다. 이는 미국재료시험학회(ASTM) 등에서 시험규격을 정하여 시행하고 있으며, 국내규격으로 말뚝 연직압축시험에 대하여 한국산업규격(KS)에 제정되어 운용되고 있다. 그러나 지상에 기초체가 돌출되어 있는 단주형 강관주, 도로표지판, 가로등, 신호등, 기초 기둥 일체형 교각 등의 구조물에 대한 작용력은 연직 압축력 및 연직수평력 또는 연직인발력이 아닌 전도모멘트 및 비틀림 모멘트(도2)가 주작 용력이 되고 있으나, 이에 대한 상세 시험방법이 없는 실정이다.
본 발명은 지상에 돌출되이 있는 기초구조물의 비틀림 하중 및 심도별 기초체와 지반의 지지거동을 분석하는 본 발명은 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치 및 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 지상에 돌출된 구조물에 수평력을 가하는 가력수단과, 상기 가력수단과 연결되어 상기 구조물에 인장력을 가하는 인장수단과, 상기 구조물 내부에 배치되어 상기 가력수단 및 상기 인장수단에서 가해지는 힘에 의한 심도별 부위별 변형률을 측정하는 측정장치와, 상기 측정장치에서 측정한 수평력을 근거로 상기 구조물의 심도별 모멘트를 분석하는 제어부를 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치를 제공한다.
본 발명은 지상에 돌출된 구조물의 기초체와 지반의 작용 모멘트에 따른 지지거동을 분석 및 파악한다. 따라서 지상에 돌출된 구조물의 모멘트에 대한 경제적 설계적용 및 사용 중 안정성을 확보한다.
도 1은 본 발명에 따른 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치(100)의 일 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 측면을 보여주는 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치(100)는 일단이 지상에 돌출된 구조물(W1,W2)과 연결되는 인장수단(140)을 포함한다. 인장수단(140)의 타단에는 인장수단(140)을 통해 구조물(W1,W2)에 독립적으로 모멘트를 작용하여 수평력을 제공하는 가력수단(미도시)이 체결된다.
상기 가력수단은 유압 실린더 또는 원치 등을 포함할 수 있다. 상기 가력수단의 행정거리는 지반파괴나 구조물 파괴 시까지 충분히 시험할 수 있도록 구성된다.
상기 가력수단은 가력방법에 따라 달리 적용될 수 있다. 또한, 상기 가력수단이 수평가력 시는 성토, 절개, 재하대의 조성 등을 포함할 수 있다.
상기 가력수단과 구조물(W1,W2)은 인장수단(140)에 의하여 연결된다. 인장수단(140)은 실린더를 포함할 수 있다.
또한, 하중계(160)는 상기 가력수단과 구조물(W1,W2) 사이에 배치되어 가력하중을 측정한다. 하중계(160)는 가력시 하중파악 및 하중 크기 제어, 하중증가 속도를 제어할 수 있다.
구조물(W1,W2)의 내측에는 심도별 부위별 변형율을 측정하는 변형율계(미도시)가 배치된다. 또한, 구조물(W1,W2)의 내측에는 상기 변형율계로부터 측정된 수평력으로부터 심도별 모멘트를 분석하는 제어부(미도시)를 포함한다.
또한, 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치(100)는 구조물의 하측 내부에 배치되는 심도별 비틀림 거동을 측정하는 자동경사계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치(100)는 구조물(W1,W2) 상부에 배치되는 가력판(180)을 포함할 수 있다.
가력판(180)제어부(110)(W1,W2)이 강관인 경우는 강관을 관통하여 고정할 수 있다. 또한, 구조물(W1,W2)이 내부가 채워진 경우 가력부분을 제작하거나 별도의 천공작업을 통하여 가력부분을 만들어 사용할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치(100)의 제어흐름을 보여주는 블럭도이다.
도 3을 참고하면, 제어부(110)는 가력수단(140)에서 인가된 수평력을 제어하는 가력수단 제어모듈(111)을 포함한다. 제어부(110)는 변형율계(171) 및 자동경사계로터 측정된 값으로부터 모멘트 및 지반 거동을 분석하는 분석모듈(112)을 포함한다.
제어부(110)는 구조물의 설계시 모멘트, 수평변위값을 저장하는 저장부(113)를 포함할 수 있다. 저장부(113)는 별도로 형성될 수 있다. 저장부(113)는 다양하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 저장부(113)는 USB메모리, 플레쉬 메모리, 하드디스크 등을 포함할 수 있다.
사용자는 구조물의 내부에 변형율계(171)를 대칭으로 가력부분 및 반대편에 설치한다. 이 때, 사용자는 변형율계(171)는 구조물(W1,W2)의 심도별로 설치한다.
변형율계(171)는 모멘트 작용시 인장부분과 압축부분의 심도별 변형율을 측정하여, 심도별 응력으로 환산한다.
변형율계(171)는 상기 심도별 응력을 근거로 심도별 모멘트로 환산한다. 상 기 심도별 모멘트는 구조물(W1,W2)의 설계시에 상정되어 저장부(113)에 기 설정된 값과 비교 검토된다.
한편, 자동경사계(172)는 모멘트 시험을 진행하여 얻어진 심도별 경사각에서 각 심도별 수평변위를 산정한다. 상기 산정된 심도별 수평변위는 구조물 설계 검토시 저장부(113)에 저장된 계산된 수평변위와 비교 검토한다.
따라서 상기에서 측정된 데이터를 종합 분석하여, 구조물(W1,W2)의 지반 거동을 용이하게 파악할 수 있다. 또한, 지상에 돌출된 구조물의 모멘트에 대한 경제적 설계적용 및 사용 중 안정성을 확보한다.
도 1은 본 발명에 따른 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면을 보여주는 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치의 제어흐름을 보여주는 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명>
100 : 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치 150 : 인장수단
110 : 제어부 160 : 하중계
111 : 가력수단 제어모듈 171 : 변형율계
112 : 분석모듈 172 : 자동경사계
113 : 저장부
140 : 가력수단

Claims (9)

  1. 지상에 돌출된 구조물에 수평력을 가하는 가력수단과,
    상기 가력수단과 연결되어 상기 구조물에 인장력을 가하는 인장수단과,
    상기 구조물 내부에 배치되어 상기 인장수단에서 가해지는 힘에 의한 심도별 부위별 변형률을 측정하는 측정장치와,
    상기 측정장치에서 측정한 수평력을 근거로 상기 구조물의 심도별 모멘트를 분석하는 제어부를 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구조물 상부와 상기 인장수단이 결합되는 부분에 가력하중을 측정하는 하중계를 더 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하중계는 상기 가력수단으로부터 가력시 가력하중 측정, 하중크기 제어, 하중증가속도를 제어하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 구조물의 하측 내부에 배치되어 심도별 수평거동을 측정하는 자동경사계를 더 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가력수단에 인가되는 가력을 제어하는 가력수단 제어모듈과,
    상기 변형률계, 자동경사계로부터 측정된 값으로부터 모멘트 및 지반 거동을 분석하는 분석모듈과,
    상기 구조물의 설계시 모멘트, 수평변위 값을 저장하는 저장부를 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가력수단에 의한 모멘트 작용시 상기 변형률계로부터 측정된 인장부분과 압축부분의 심도별 변형율로부터 심도별 응력을 환산하고 심도별 모멘트로 환산하여 구조물 설계시 산정된 값과 비교 검토하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 인장수단은 강봉 및 실린더 중 적어도 하나를 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가력수단은 유압실린더 및 원치 중 적어도 하나를 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 구조물의 상부에 관통하도록 배치되는 가력판을 더 포함하는 강관주 원주형 기초 비틀림 모멘트시험 장치.
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